【智能制造i】ABS塑料
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ABS树脂是五大合成树脂之一,其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点,容易涂装、着色,还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工,广泛应用于机械、汽车、电子电器惨瞧饕潜怼⒎闹和建筑等工业领域,是一种用途极广的热塑性工程塑料。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。英文名为acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer[1] ,简称ABS。ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。ABS为使用最广泛的工程塑料之一。
分子结构
ABS树脂的结构有以弹性体为主链的接枝共聚物和以坚硬的ABS树脂物主链的接枝共聚物;或以橡胶弹性体和坚硬的ABS树脂混合物。这样,不同的结构就显示不同的性能,弹性体显示出橡胶的韧性,坚硬的AS树脂显示出刚性,可得到高冲击型,中冲击型,通用冲击型和特殊冲击型等几个品种。具体讲,随橡胶成分B的含量(一般为5%~30%)增加,树脂的弹性和抗冲击性就会增加;但抗拉强度,流动性,耐候性等则下降。树脂组分AS的含量(一般为70%~95%)含量增大,则可提高表面光泽,机械强度、耐候性、耐热性、耐腐逍浴⒌缧阅埽加工性能等。而冲击强度等则要下降。树脂组分中A与B的比例分别为30%~35%/80%~65%.
主要特性
塑料ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PB,PAN,PS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。经过实际使用发现:ABS塑料管材,不耐硫酸腐蚀,遇硫酸就粉碎性破裂。 由于具有三种组成,而赋予了其很好的性能;丙烯腈赋予ABS树脂的化学稳定性、耐油性、一定的刚度和硬度;丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高;苯乙烯使其具有良好的介电性能,并呈现良好的加工性。大部分ABS是无毒的,不透水,但略透水蒸气,吸水率低,室温浸水一年吸水率不超过1%而物理性能不起变化。ABS树脂制品表面可以抛光,能得到高度光泽的制品。ABS具有优良的综合物理和机械性能,极好的低温抗冲击性能。尺寸稳定性。电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS树脂热变形温度低可燃,耐候性较差。熔融温度在217~237℃,热分解温度在250℃以上。如今的市场上改性ABS材料,很多都是掺杂了水口料、再生料。导致客户成型产品性能不是很稳定。
物料性能
综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好;
与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理;
有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别;
流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好;
适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。
成型性能
无定形材料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时;
宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度;
如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法;
如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置;
冷却速度快,模具浇注系统应以粗,短为原则,宜设冷料穴,浇口 取大,如:直接浇口,圆盘浇口或扇形浇口等,但应防止内应力增大,必要时可采用调整式浇口。模具宜加热,应选用耐磨钢;
料温对塑件质量影响较大,料温过低会造成缺料,表面无光泽,银丝紊乱料温过高易溢边,出现银丝暗条,塑件 色起泡;
模温对塑件质量影响很大,模温低时收缩率,伸长率,抗冲击强度大,抗弯,抗压,抗张强度低。模温超过120度时,塑件冷却慢,易变形粘模,脱模困难,成型周期长;
成型收缩率小,易发生熔融开裂,产生应力集中,故成型时应严格控制成型条件,成型后塑件宜退火处理;
熔融温度高,粘度高,对剪切作用不敏感,对大于200克的塑件,应采用螺杆式注射机,喷嘴应加热,宜用开畅式延伸式喷嘴,注塑速度中高速。
粘接问题
根据不同需要,可以选择以下粘合剂:
1.G-977:单组映N鹿袒软弹性防震粘合剂,耐高低温,不同粘度粘接速度几秒至几个小时固化完毕;
2. KD-833瞬间粘接剂,可以数秒钟或数十秒钟快速粘合PC塑料,但胶层硬脆,不耐60度以上热水浸泡;
3. QN-505,双组分胶,硬闳崛恚适合PC塑料大面积粘接或复合。但耐高温性能较差;
4.QN-906:双组分胶,耐高温;
5.G-988:单组份室温硫化胶,固化后是弹性体具有优秀的防水,防震粘合剂,耐高低温, 1-2mm厚度的话,10分钟左右初樱5-6小时基本固化,有一定的强度。完全固化的话需要至少24小时。单组份,不需要混合,挤出后涂抹静置即可,无需加温。
检测项目
机械性能:密度、硬度、表面幼杪省⒔榈缧阅 、拉伸性能 、冲击性能、 撕裂性能、 压缩性能、 粘合强度、 耐磨性能、 低温性能 、回弹性能;
老化性能:热老化、 臭氧老化 、紫外灯老化、 盐雾老化 、氙灯老化、 碳弧灯老化、 卤素灯老化;
耐液体性能:润滑油 、汽油 、机油、 酸、 碱 、有机溶剂、水;
燃烧性能:垂直燃烧、 酒精喷灯燃烧 、巷道丙烷燃烧 、烟密度、 燃烧速率 、有效燃烧热值 、总烟释放量;
适用性能:耐液压、 脉冲试验、 导电性能、 水密性 、气密性;
生产参数:熔融指数、 粘度、 模具收缩率 、熔融温度等。
常规性能
塑料ABS无毒、无味,外观呈象牙色半透明,或透明颗粒或粉状。密度为1.05~1.18g/㎝3,收缩率为0.4%~0.9%,弹性模量值为2Gpa,泊松比值为0.394,吸湿性<1%,熔融温度217~237℃,热分解温度>250℃。
力学性能
塑料ABS有优良的力学性能,其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用;塑料ABS的耐磨性优良,尺寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和低转速下的轴承。ABS的耐蠕变 比PSF及PC大,但比PA及POM小。
热学性能
塑料ABS的热变形温度为93~118℃,制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性,可在-40~100℃的温度范围内使用。
电学性能
塑料ABS的电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大多数环境下使用。
环境性能
塑料ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代烃中,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易产生降解;于户外半年后,冲击强度下降一半。
主要用途
PC/ABS再生料是一种重要的工程塑料合金,广泛应用于汽车、电子电气、办公和通讯设备等领域。如今,为了满足在应用领域(特别是电子、电气产品)防火安全的特殊要求,PC/ABS合金的阻燃技术成为人们研究的热点。但随着科技的进步,对材料环境友好性的要求越来越高,传统的卤系阻燃带来的危害日益明显。 在工程中,ABS广泛运用到工程管道中,在市政中对材质要求比较高的项目的池底管道一般可采用ABS管道。
3d打印领域
Abs塑料是3D打印的一款主要材料之一,之所以能成为3d打印的耗材,是其特性决定,abs塑料有耐热性、抗冲击性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良、制品尺寸稳定等特点。目前abs塑料是3d打印材料中最稳定的一种材质。
制备方法
ABS的生产方法很多,可分为掺合法,接枝法,联用法个接枝-掺合法四大类,约十一种制备工艺。如今大多采用的是乳液法,当前最有广阔前途的是乳液接枝法。ABS通过改变三种单体的比例和采用不同聚合方法,可制得各种规格产品,其结构有以弹性为主链的接枝共聚物和以树脂为主链的接枝共聚物,一般三种单值谋壤范围大致为丙烯腈25%~35%,丁二烯25%~30%和苯乙烯40%~50%。
由于PC/ABS是两种聚合物的共混,又以PC为主,在加工制品时,有时还会发现在浇口处出现斑纹现象,通常是由于高速注射时,熔料扩张进入模腔造成。熔体破裂所致执映尚凸ひ辗矫嫒胧郑可以采取提高物料温度,提高喷嘴温度,减慢注射速度等措施来减少PC/ABS制品斑纹的出现,也可以提高模具温度,增设增滥槽,增加浇口尺寸,修改浇口形状等来解决。例如对大型薄壁制件采用扇形浇口,也可以采用耳形浇口,在浇口出口处增设一个耳槽,使浇口纸的喷射,料流冲击斑痕,以及残余应力都集中在耳槽,而不影响PC/ABS制件质量。同时,由于多个浇口注塑或者分流道多时,也会出现熔接线。
加工流程
成型工艺
塑料ABS也可以说是聚苯乙烯的改性,比HIPS有较高的抗冲击强度和更好的机械强度,具有良好的加工性能,可以使用注塑机、挤出机等塑料成型设备进行注塑、挤塑、吹塑、压延、层合、发泡、热成型,还可以焊接、涂覆、电镀和机械加工。ABS的吸水性比较高,加工前需进行干燥处理,干燥温度为70~85℃,干燥时间为2~6h;ABS制品在加工中容易产生内应力,如应力太大,致使产品开裂,应进行退火处理,把制件放于70~80℃的热风循环干燥箱内2~4h,再冷却至室温即可。
挤出工艺
挤出。塑料ABS生产管材、板材、片材、及型材等制品,管材可用于各种水管、气管、润滑油及燃料油的输送管;板材、片材可用于地板、家具、池槽、过滤器、墙壁隔层及热成型或真空l型。挤出机的螺杆长径比通常比较高,L/D为18~22之间,压缩比为(2.5~3.0):1,宜用渐变型带鱼雷头螺杆,料筒温度分别为:料斗部150~160℃,料筒前部180~190℃,模头温度185~195℃,模具温度180~200℃,其次吹塑成型温度可控制在140~180℃之间。
注塑工艺
ABS树脂是在聚苯乙烯树脂改性的基础上发展起来的三元共聚物。其中A代表丙烯睛、B代表丁二烯、S代表苯乙烯。ABS树脂具有三种组份的综合性能、A可以提高耐油性、耐化学腐蚀性,从a具有一定的表面硬度;B使ABS呈现橡胶态的韧性,提高了冲击韧性;S使ABS塑料呈现出较好的流动性,使之具有热塑性塑料成型加工的良好性能。
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